Курсовая работа: Расчет участка контактной сети станции и перегона
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Иркутский государственный университет путей сообщения
Кафедра: ЭЖТ
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Дисциплина: «Контактные сети»
Тема: «Расчет участка контактной сети станции и перегона»
Выполнил:
Студент группы ЭНС-07-2
Горшков В.К.
Проверил:
Ступицкий В.П.
г. Иркутск
2009
Введение
Совокупность устройств, начиная от генераторов электростанций и кончая тяговой сетью, составляет систему электроснабжения электрифицированных железных дорог. От этой системы питаются электрической энергией, помимо собственной электрической тяги (электровозы и электропоезда), а также все не тяговые железнодорожные потребители и потребители прилегающих территорий. По этому электрификация ЖД решает не только транспортную проблему, но и способствует решению важнейшей народнохозяйственной проблемы-электрификации всей страны.
Главное преимущество электрической тяги перед автономной (имеющие генераторы энергии на самом локомотиве) определяется централизованным электроснабжением и сводятся к следующему:
- Производства электрической энергии на крупных электростанциях приводит, как всякое массовое производство, к уменьшению её стоимости, увеличению КПД и снижению расхода топлива.
- На электростанциях могут использоваться любые виды топлива и, в частности, малокалорийные - нетранспортабельные (затраты на транспортировку которых не оправдывается). Электростанции могут сооружаться непосредственно у места добычи топлива, в следствии чего отпадает необходимость в его транспортировки.
- Для электрической тяги может использована гидроэнергия и энергия атомных электростанций.
- При электрической тяги возможна рекуперация (возврат) энергии при электрическом торможении.
- При централизованном электроснабжении потребная для электрической тяги мощность практически не ограничена. Это даёт возможность в отдельные периоды потреблять такие мощности, которые невозможно обеспечить на автономных локомотивах, что позволяет реализовать, например, значительно большие скорости движения на тяжелых подъемах при больших весах поездов.
- Электрический локомотив (электровоз или электровагон) в отличии от автономных локомотивов не имеет собственных генераторов энергии. По этому он дешевле и надёжней автономного локомотива.
- На электрическом локомотиве нет частей, работающих при высоких температурах и с возвратно-поступательным движением (как на паровозе, тепловозе, газотурбовозе), что определяет уменьшение расходов на ремонт локомотива.
Преимущества электрической тяги, создаваемые централизованным электроснабжением, для своей реализации требуют сооружения специальной системы электроснабжения, затраты на которую, как правило, значительно превышает затраты на электроподвижной состав. Надежность работы электрифицированных дорог зависит от надежности работы системы электроснабжения. По этому вопросы надежности и экономичности работы системы электроснабжения существенно влияют на надежность и экономичность всей электрической железной дороги в целом.
Для подачи электроэнергии на подвижной состав применяются устройства контактной сети.
Проект контактной сети, является одной из основных частей проекта электрификации ЖД участка, выполняется с соблюдением требований и рекомендаций ряда руководящих документов:
-Инструкция по разработке проектов и смет для промышленного строительства;
-Временная инструкция по разработке проектов и смет для железнодорожного строительства;
-Норм технологического проектирования электрификации железных дорог и др.
Одновременно учитываются требования, приведенные в документах, регламентирующих эксплуатацию контактной сети: в правилах технической эксплуатации железных дорог, правилах содержания контактной сети электрифицированных железных дорог.
В данном курсовом проекте произведен расчет участка контактной сети однофазного постоянного тока. Составлены монтажные планы контактной сети станции и перегона.
К устройствам контактной сети относятся все провода контактных подвесок, поддерживающие и фиксирующие конструкции, опоры с деталями для крепления в грунте, к устройствам воздушных линий – провода различных линий (питающих, отсасывающих, для электроснабжения автоблокировки и прочих не тяговых потребителей и др.) и конструкции для их крепления на опорах.
Устройства контактной сети и воздушных линий, подвергаясь воздействиям различных климатических факторов (значительные перепады температур, сильные ветры, гололедные образования), должны успешно им противостоять, обеспечивая бесперебойное движение поездов с установленными весовыми нормами, скоростями и интервалами между поездами при требуемых размерах движения. Кроме того, в условиях эксплуатации возможны обрывы проводов, удары токоприемников и другие воздействия, которые также нужно учитывать в процессе проектирования.
Контактная сеть не имеет резерва, что обуславливает повышенные требования к качеству ее проектирования.
При проектировании контактной сети в разделе проекта электрификации железнодорожного участка устанавливают:
расчетные условия – климатические и инженерно-геологические;
тип контактной подвески (все расчеты по определению необходимой площади сечения проводов контактной сети выполняют в разделе электроснабжения проекта);
длину пролетов между опорами контактной сети на всех участках трассы;
типы опор, способы их закрепления в грунте и типы фундаментов для тех опор, которым они необходимы;
виды поддерживающих и фиксирующих конструкций;
схемы питания и секционирования;
объемы работ по установке опор на перегонах и станциях;
основные положения по организации строительства и эксплуатации.
1. Определение нагрузок, действующих на провода контактной сети, для станции и перегона
Вертикальные нагрузки.
Вес проводов цепной подвески определяется:
g
=
(g
+g
)*n
+g
,
Н/м
где g
- вес контактного
провода, для
2МФ-100 принимается
равным 8,9 Н/м;
g
– вес несущего
троса, для М-95
принимается
равным 8,5 Н/м;
g
– вес от струн
и зажимов,
принимается
равным 1 Н/м;
n – число контактных проводов.
g=
(1 + 8,9)*2 +8,5 = 28,3 Н/м
По заданному району определяем нормативную стенку гололеда.
b
=10
мм
Расчетная стенка гололеда определяется по формуле:
b
=b*k
*k
,мм
где:
k-коэффициент
учитывающий
диаметр провода,
для М-95 d
=12.6
мм k=0,96;
k-
коэффициент
учитывающий
высоту насыпи
на которой
расположена
подвеска, на
ровном месте,
k=1.
b=10*0,96*1=9,6
мм
Стенка гололеда на контактном проводе, принимается 50% от стенки гололеда несущего троса.
b
=0.5b=4,8
мм
Вес гололеда на провода цепной подвески определяется:
,
Н/м
где: d-диаметр к/п и н/т, мм;
b - толщина стенки гололеда.
Н/м
Н/м
Горизонтальные нагрузки.
По заданному ветровому району определяем нормативную скорость ветра.
Расчетная скорость ветра определяется по формуле:
где
коэффициент
учитывающий
высоту насыпи,
на которой
расположена
подвеска, для
станций и перегона
принимается
равным 1,15.
Ветровая нагрузка в режиме max ветра определяется по формуле:
,
Н/м
где
-
аэродинамический
коэффициент
лобового
сопротивления
проводов, для
М-95 и 2МФ-100 принимается
равным 1,25 и 1,85
соответственно.
Н/м;
Н/м.
Скорость ветра при гололеде принимается равной 60% от расчетной U.
,
м/с;
,
м/с;
,
Н/м
Н/м;
Н/м;
Результирующие нагрузки на н/т для двух режимов.
- Режим
:
Н/м;
- Режим Г+
:
Н/м
Насыпь h=7м.
Горизонтальные нагрузки.
По заданному ветровому району определяем нормативную скорость ветра.
Расчетная скорость ветра определяется по формуле:
где
коэффициент
учитывающий
высоту насыпи,
на которой
расположена
подвеска, для
станций принимается
равной 1,25.
Ветровая нагрузка в режиме max ветра определяется по формуле:
,
Н/м
где
-
аэродинамический
коэффициент
лобового
сопротивления
проводов, для
М-95 2МФ-100 принимается
равным 1,25 и 1,85
соответственно.
Н/м;
Н/м;
Ветровая нагрузка в режиме гололеда с ветром:
Скорость ветра при гололеде принимается равной 60% от расчетной U.
,
м/с;
,
м/с;
,
Н/м;
Н/м;
Н/м;
Результирующие нагрузки на н/т для двух режимов.
-Режим
:
Н/м;
-Режим Г+:
Н/м
2. Определение максимальных допустимых длин пролетов
Определим длину пролета на прямом участке пути методом постепенного приближения. Для этого сначала найдем длину пролета на прямом участке пути без учета влияния несущего троса (Рэ=0):
Lмах=
,
м;
где К- натяжение контактного провода, Н/м;
Для контактного провода 2МФ-100 К=20000 Н/м;
Рк- ветровая нагрузка на контактный провод, Н/м;
Из нормативных
таблиц для
расчетной
скорости ветра
( Up=33.25 м/с) выберем
значения прогибов
опоры под действием
ветра на уровне
несущего троса
и контактного
провода(
и
0,022
соответственно).
Для данного
выбираем Впр=0,85
м, с учетом, что
на соседних
опорах прямых
участков пути
применены
разносторонние
зигзаги контактных
проводов, равные
0,3 м
Lмах=2*
м
Найдем длину струны.
С=h-0,115
,
м
где h- конструктивная высота подвески, м. По исходным данным h=2 м;
gпр- вес проводов, Н/м.
L- длина пролета, м.
То- натяжение несущего троса в беспровесном положении, Н.
С=
м
Найдем эквивалентную нагрузку на контактный провод от несущего троса по формуле:
Рэ=
,
Н/м
где Рк- ветровая нагрузка на контактный провод, Н/м
Рт- ветровая нагрузка на несущий трос, Н/м.
Т- натяжение несущего троса в режиме ветра максимальной интенсивности, Н. Для М – 95 Т=10990 Н
К- натяжение контактного провода, Н. Для 2 МФ-100 К=20000 Н
hи- высота гирлянды изоляторов, м. На участках постоянного тока в гирлянде подвесной изоляции принимают равной 0,381 м
gт- результирующая нагрузка в режиме максимального ветра, Н/м.
γн- прогиб опоры на уровне крепления несущего троса, м. Для расчетного режима γн=0,03 м.
γк- прогиб опоры на уровне крепления контактного провода, м. Для расчетного режима γк=0,022 м.
gк- вес контактного провода. Для 2 МФ-100 gк=2*0,89 Н/м.
С- длина струны, м.
Рэ=
Н/м;
Определяем длину пролета с учетом Рэ.
Lмах=2
,
м.
Lмах=2
м
Полученные длины пролетов отличаются более, чем на 5 метров, поэтому необходимо повторить расчет.
С=
м;
Рэ=
Н/м
Вновь найдем длину пролета с учетом Рэ:
Lмах=2
3. Расчет длин пролетов на путях перегона при насыпи 7 м
Определяем длину пролета при Рэ=0
Lмах=2*
С=
Рэ=
Н/м
Определяем длину пролета с учетом Рэ:
Lмах=2*
Полученные длины пролетов отличаются более, чем на 5 метров, поэтому необходимо повторить расчет.
С=
Рэ=
Н/м
Вновь найдем длину пролета с учетом Рэ:
Lмах=2*
4. Расчет длин пролетов на кривой радиусом R1 = 600 м
Для
=0,022
выбираем Вкр=0,828
м, с учетом, что
на соседних
опорах кривых
участков пути
применены
одинаковые
односторонние
зигзаги контактных
проводов, равные
0,4 м
Определяем длину пролета с Рэ=0:
Lмах=2
,
м.
Lмах=2*
=55,24
м
С=
Рэ=
Н/м
Определяем длину пролета с учетом Рэ.
Lмах=2
,
м.
Lмах=2*
=53,55
м
5. Расчет длин пролетов на кривой радиусом R2 = 850 м
Определяем длину пролета с Рэ=0
Lмах=2*
=62,78
м
С=
Рэ=
Определяем длину пролета с учетом Рэ
Lмах=2*
6. Расчет длин пролетов на кривой радиусом R3 = 1000 м
Определяем длину пролета с Рэ=0
Lмах=2*
С=
Рэ=
Определяем длину пролета с учетом Рэ
Lмах=2*
7. Расчет длин пролетов на кривой радиусом R2 = 850 м при насыпи
Определяем длину пролета с Рэ=0
Lмах=2*
С=
Рэ=
Н/м
Определяем длину пролета с учетом Рэ
Lмах=2*
8. Расчет длин пролетов на кривой радиусом R2 = 1000 м при насыпи
Определяем длину пролета с Рэ=0
Lмах=2*
С=
Рэ=
Н/м
Определяем длину пролета с учетом Рэ.
Lмах=2*
9. Расчет станционного анкерного участка полукомпенсированной рессорной подвески. Определение длины эквивалентного пролета
,
м
где: li- длина пролета с номером i, м.
n-число пролетов в анкерном участке.
lа=∑li- длина анкерного участка,1250 м.
Выбор максимального допустимого натяжения н/т и номинального натяжения к/п.
Выбор режима с максимальным натяжением несущего троса.
Будем исходить из сравнения эквивалентного пролета с критическим, длину которого определим по формуле:
,
где с – раcстояние от оси опоры до первой простой струны, для подвески с рессорным тросом принимаем равным 10 м.
конструктивный
коэффициент
цепной подвески,
определяется
по формуле:
где
натяжение
несущего троса
при бес провесном
положение к/п,
принимается
равным 75% максимального
допустимого.
К – натяжение контактных проводов.
максимальное
приведенное
натяжение
подвески:
,
Н/м
Н/м
Н/м
и
-
приведенные
линейные нагрузки
на подвеску
соответственно
при гололеде
с ветром и при
минимальной
температуре:
,
где
- результирующая
нагрузка на
несущий трос
в режиме гололеда
с ветром, Н/м;
-
вес контактной
подвески, Н/м;
- линейная нагрузка
от веса гололеда
на подвеске,
Н/м;
Н/м;
Н/м;
где:
- температурный
коэффициент
линейного
расширения
материала н/т;
-принимается
равным 17*10-6
1/
;
расчетная
температура
гололедных
образований,
принимается
равной –5;
минимальная
температура,
равна -38;
максимальная
температура,
равна +35;
м
Так как критический пролет оказался больше эквивалентного, максимальным натяжение н/т будет при минимальной температуре.
Определяем температуру беспровесного положения к/п.
,
где:
коррекция
натяжения к/п
токоприемником
в середине
пролета. При
двойном к/п
принимаем t=10.
10. Определение натяжения н/т при беспровесном положении контактного провода
Линейно интерполируя, определяем, что равенство соблюдается при T0 = 13475.5 Н
Расчет разгруженного н/т
- вес несущего
троса
При значении
=
10467 Н
=-38
Меняя
значения
получаем следующие
данные:
| Тpx, Н | 10467 | 9500 | 8500 | 7500 | 6500 | 5500 | 4500 | 4039.5 |
| tx, С0 | -38 | -31.7 | -24.6 | -16.6 | -7 | 5.4 | 23.3 | 35 |
По результатам расчетов строится монтажная кривая
Стрелы провеса разгруженного н/т.
Стрелы провеса
разгруженного
н/т при температурах
в реальных
пролетах анкерного
участка определяются
по фомуле:
,
Для пролета
м.
м
| Тpx, Н | 10467 | 9500 | 8500 | 7500 | 6500 | 5500 | 4500 | 4039.5 |
| tx, С0 | -38 | -31.7 | -24.6 | -16.6 | -7 | 5.4 | 23.3 | 35 |
Меняя длины пролетов и натяжение троса получаем следующие данные:
| tx С | Тх, кг | L=70м | L=60м | L=50м |
| Fx | Fx | Fx | ||
| -38 | 10467 | 0,497 | 0,365 | 0,254 |
| -31,7 | 9500 | 0,55 | 0,403 | 0,28 |
| -24,6 | 8500 | 0,61 | 0,45 | 0,31 |
| -16,6 | 7500 | 0,69 | 0,51 | 0,354 |
| -7 | 6500 | 0,8 | 0,588 | 0,409 |
| 5,4 | 5500 | 0,95 | 0,695 | 0,483 |
| 23,3 | 4500 | 1,16 | 0,85 | 0,59 |
| 35 | 4039,5 | 1,29 | 0,947 | 0,656 |
Натяжение нагруженного н/т без дополнительных нагрузок.
Определение натяжений нагруженного (контактным проводом) несущего троса в зависимости от температуры.
гд: g0 - вес проводов цепной подвески, Н/м
Подставляя в это уравнение различные значения Тх, определим соответствующую им температуру.
При Тх=16000 Н
Меняя Тх, получаем следующие данные
| Тх, кг | 16000 | 15000 | 14000 | 13000 | 12000 | 11000 | 10475 |
| tx, С | -38 | -25,35 | -17,65 | -5,55 | 8,4 | 24,95 | 35 |
По полученным данным строим график (рис. 1).
Рис. 1
Стрелы провеса для нагруженного несущего троса без дополнительных нагрузок
Н/м
- приведенная
линейная нагрузка
на подвеску
без нагрузок
Н/м;
Меняя длины пролета и подставляя различные Tx получаем следующие стрелы провеса для несущего троса:
| tx С | Тх, кг | L=70м | L=60м | L=50м |
| Fx | Fx | Fx | ||
| -38 | 16000 | 1,186 | 0,871 | 0,605 |
| -25,35 | 15000 | 1,241 | 0,912 | 0,633 |
| -17,65 | 14000 | 1,302 | 0,957 | 0,664 |
| -5,55 | 13000 | 1,37 | 1,006 | 0,699 |
| 8,4 | 12000 | 1,444 | 1,061 | 0,737 |
| 24,95 | 11000 | 1,528 | 1,123 | 0,78 |
| 35 | 10475 | 1,576 | 1,158 | 0,804 |
- Определение стрел провеса контактного провода и его вертикального перемещения у опор для реальных пролетов. Осуществляется соответственно по формулам:
-
расстояние
от несущего
до рессорного
троса против
опоры при
беспровесном
положении
контактного
провода для
реального
провода. Выбирается
по нормативной
таблице:
| l, м | 40 | 50 | 60 | 70 |
|
|
0,525 | 0,825 | 0,7 | 0,75 |
- натяжение
рессорного
троса, принимают
Для пролета l=70 м при Fx=1,186 м :
Для пролета l=60 м при Fx=0,871 м :
Для пролета l=50 м при Fx=0,605 м :
Результаты расчетов сведем в таблицу.
| tx С | Тх, кг | L=70м | L=60м | L=50м | |||||||
| Fx | fкх | ∆hех | Fx | fкх | ∆hех | Fx | fкх | ∆hех | |||
| -38 | 16000 | 1,186 | -0,105 | -0,228 | 0,871 | -0,082 | -0,178 | 0,605 | -0,061 | -0,133 |
| -25,35 | 15000 | 1,241 | -0,088 | -0,19 | 0,912 | -0,069 | -0,15 | 0,633 | -0,053 | -0,114 |
| -17,65 | 14000 | 1,302 | -0,069 | -0,149 | 0,957 | -0,055 | -0,119 | 0,664 | -0,043 | -0,093 |
| -5,55 | 13000 | 1,37 | -0,047 | -0,102 | 1,006 | -0,04 | -0,086 | 0,699 | -0,032 | -0,069 |
| 8,4 | 12000 | 1,444 | -0,024 | -0,052 | 1,061 | -0,022 | -0,048 | 0,737 | -0,02 | -0,043 |
| 24,95 | 11000 | 1,528 | 0,003 | 0,006 | 1,123 | -0,003 | -0,006 | 0,78 | -0,006 | -0,013 |
| 35 | 10475 | 1,576 | 0,018 | 0,039 | 1,158 | -0,006 | 0,013 | 0,804 | 0,0015 | 0,003 |
По табличным данным строим монтажные кривые для несущего троса
Зависимость стрелы провеса несущего троса от температуры (рис. 2):
Рис. 2
Зависимость стрелы провеса контактного провода от температуры (рис. 3):
Рис. 3
Зависимость изменения конструктивной высоты подвески от температуры (рис. 4):
Рис. 4
11. Расчет натяжений несущего троса при режимах с дополнительными нагрузками
- Сначала произведем расчет для режима «ветер максимальной интенсивности». Для этого воспользуемся формулой:
где
-
результирующие
нагрузки на
несущий трос
в режиме максимального
ветра, Н/м;
-
натяжение
несущего троса
в режиме максимального
ветра, Н;
-
температура,
при которой
наблюдается
ветер максимальной
интенсивности,
принимается
равной +5;
Линейно интерполируя,
определяем,
что равенство
соблюдается
при
=12801
Н;
- Определим натяжение несущего троса для режима «гололед с ветром»:
где
-
результирующие
нагрузки на
несущий трос
в режиме гололеда
с ветром, Н/м;
-
натяжение
несущего троса
в режиме гололеда
с ветром, Н;
-
температура
гололедных
образований,
принимается
равной -5;
Линейно интерполируя,
определяем,
что равенство
соблюдается
при
=15533
Н
12. Выбор способа прохода контактной подвески через искусственные сооружения
Сначала выберем способ прохода подвески под пешеходным мостиком на станции.
Длина пролета на станции 70м. Высота пешеходного мостика 8м от уровня головки рельсов.
Проверим возможность
прохода контактной
подвески под
пешеходным
мостиком без
крепления к
нему. Примем
(три
изолятора);
(
по нормативным
таблицам);
где
-
минимальная
допустимая
высота контактных
проводов над
уровнем головок
рельсов;
-
максимальная
стрела провеса
несущего троса;
-
наибольшая
местная стрела
провеса контактных
проводов при
условиях,
определяющих
наличие
;
-
длина изоляторного
звена или гирлянды;
-
подъем несущего
троса под
воздействием
токоприемника
при минимальной
температуре;
-
высота отбойника;
-
стрела провеса
несущего троса
при минимальной
температуре;
-
минимальное
расстояние
между несущим
тросом и контактным
проводами в
середине пролет;
Проверку осуществим по формуле:
Таким образом, для пешеходного мостика высотой 8м можно осуществить проход подвески без крепления к мостику.
Выберем способ прохода подвески на мосту с ездой понизу для перегона.
Высота порталов относительно головки рельсов 6,5м. Для крепления несущего троса на мосту можно применить изолированные поворотные консоли.
Примем
Минимальную высоту стоек определим по формуле:
13. Порядок составления плана станции и перегона
Порядок составления плана станции
Подготовка плана станции. План станции вычерчиваем в масштабе 1:1000 на листе миллиметровой бумаге. Необходимую длину листа определяем в соответствии с заданной схемой станции, на которой указаны расстояния всех центров стрелочных переводов, светофоров, тупиков от оси пассажирского здания в метрах. При этом условно принимаем эти отметки в левую сторону с знаком минус, а в правую со знаком плюс.
Вычерчивание плана станции начинаем с разметки тонкими вертикальными линиями через каждые 100 метров условных станционных пикетов в обе стороны от оси пассажирского здания, принимаемый за нулевой пикет. Пути на плане станции представляем их осями. На стрелках оси путей пересекаются в точке называемой центром стрелочного перевода. Пользуясь данными на заданной схеме станции наносим параллельными линиями оси путей, при этом расстояния между ними должны соответствовать в принятом масштабе заданным междупутьям.
На плане станции также показываем не электрифицированные пути. Указав на специальных выносах пикетные отметки центров стрелочных переводов, вычерчиваем стрелочные улицы и съезды. Далее на план станции наносим здания, пешеходный мост, пассажирские платформы, тяговую подстанцию, входные светофоры, переезды.
Наметка мест, где необходимо фиксация контактных проводов.
Разбивку опор на станции начинаем с наметки мест, где необходимо предусматривать устройства для фиксации контактных проводов. Такими местами являются все стрелочные переводы, над которыми должны быть смонтированы воздушные стрелки и все места, где провод должен изменить свое направление.
На одиночных воздушных стрелках наилучшее расположение контактных проводов, образующих стрелку, получается, если фиксирующее устройство установлено на определенном расстоянии С от центра стрелочного перевода. Смещение фиксирующих опор допускается к центру стрелочного перевода на 1 – 2 метра и от центра стрелочного перевода на 3 - 4 метра. В вершине кривой фиксирующую опору намечаем по пикету этой вершины, при этом зигзаг у этой опоры всегда выполняется отрицательным.
Расстановка опор в горловинах станции
Разбивку опор на станции начинаем с горловины, где сосредоточено наибольшее количество мест фиксации контактных проводов. Из намеченных мест фиксации производим выбор тех мест, где рационально установить несущие опоры. При этом действительные длины пролетов не должны превышать расчетных длин и разница в длинах смежных пролетов должна быть не более 25% длины большего из них. Кроме того опоры на двухпутных участках следует располагать в одном пикете. Если установка только несущих опор приводит к значительному сокращению пикетов, то следует рассмотреть возможность выполнения части воздушных стрелок нефиксированными.
Нефиксированные воздушные стрелки могут быть выполнены только на боковых путях в том случае, если на опорах, расположенных в близи (до 20 м.) от стрелочного перевода.
Выбрав размеры пролетов между опорами фиксирующими воздушные стрелки главных путей, приступаем к наметке несущих опор на следующих стрелках станции, учитывая требования к длинам пролетов перечисленные выше.
У фиксирующих опор расставляем зигзаги.
Расстановка опор в средней части станции.
При наличии в пределах станции искусственных сооружении выбираем способ прохода контактной подвески через эти сооружения. В соответствии с принятым способом намечаем места установки опор у пассажирского здания. После этого на оставшихся частях станции, по возможности применяя максимальные допустимые пролеты, намечаем места для опор жестких поперечин.
Порядок прохода подвески под искусственными сооружениями на станции.
Искусственные сооружения встречаются на перегонах и станциях электрифицируемой линии, часто не позволяют пропускать цепную подвеску нормального типа с обычными габаритами.
Способ прохода контактного провода под искусственными сооружениями выбирают в зависимости от напряжения в контактной сети, высота искусственного сооружения над уровнем верха головки рельса (УГР), длинны его вдоль электрифицированных путей, установленной скорости движения поездов.
Размещение контактного провода под искусственными сооружениями при ограниченных габаритах связано с решением двух основных задач:
1.Обеспечение необходимых воздушных зазоров между контактными проводами и заземленными частями искусственных сооружений;
2. Выбор материала, конструкции и способа закрепления поддерживающих устройств.
Сечение контактного провода в пределах искусственного сооружения должно быть равно сечению контактного провода на прилегающих участках, для чего в необходимых случаях монтируются обводы, восполняющие сечение НТ и усиливающих проводов.
Уклоны контактного провода на подходах к искусственному сооружению устанавливают по условиям взаимодействия токоприемника и контактного провода в зависимости от максимальной скорости движения и параметров контактной подвески и токоприемника.
Минимальная величина пространства по вертикали, необходимая для размещения токонесущих элементов контактной сети при проходе подвески в стеснённых условиях существующих искусственных сооружений, составляет 100мм. при подвески без НТ и 250мм. с НТ.
В тех случаях, когда при нормальном напряжении в контактной сети, нельзя по условиям необходимых габаритных расстояний для этого напряжения контактную подвеску разместить без реконструкции искусственного сооружения, в пределах искусственного сооружения монтируют не изолированную контактную подвеску с устройством с обеих сторон нейтральных вставок. Поезда в этом случае проводят через искусственное сооружение с выключенным током, по инерции.
Во всех случаях, когда расстояние от проводов контактной подвески до расположенных над ним заземленных частей искусственных сооружений при наиболее не благоприятных условиях менее 500мм. при постоянном токе или имеется какая либо возможность поджатия проводов контактной подвески к частям искусственного сооружения, через отбойник.
Разбивка анкерных участков.
После расстановки опор по всей длине станции производим разбивку анкерных участков и окончательно выбираем места установки анкерных опор.
При разбивке анкерных участков необходимо выполнять следующие требования и условия:
число анкерных участков должно быть минимально возможным. При этом длина анкерного участка не должна превышать 1600 метров;
в отдельные анкерные участки выделяем боковые пути и съезды между главными путями;
для анкеровки желательно использовать ранее намеченные промежуточные опоры;
при анкеровки провод не должен менять свое направление на угол более 70;
если длина бокового пути более 1600 метров его следует разбить на два анкерных участка, а в середине выполнить не изолирующее сопряжение.
Длину нескольких пролетов расположенных примерно в середине анкерного участка снижаем на 10% относительно максимальной в данном месте, чтобы разместить среднюю анкеровку.
Расстановка опор по концам станции.
Согласно установленной схемы секционирования контактной сети в местах примыкания перегонов к станциям выполняем продольное секционирование. Изолирующее четырехпролетное сопряжение монтируется между входным сигналом и ближайшим к перегону стрелочным переводом станции, по возможности на прямых участках пути. При этом каждый переходной пролет сокращаем на 25% от расчетного; переходные опоры по первому и второму пути смещаем относительно друг друга на 5 метров.
Приближение переходной опоры к входному светофору допускается на расстояние не менее 5 метров.
После расстановки опор под изолирующее сопряжение разбиваем пролет между крайней стрелкой и сопряжением затем расставляем зигзаги, направление которых должно быть согласованным
Изолирующее сопряжения должны быть расположены на перегоне за входным сигналом так, чтобы изолирующее сопряжение, по которой электроподвижной состав должен безостановочно проходить по инерции, не препятствовало остановке поезда у закрытого входного сигнала.
При наличии на станции переезда опоры располагаем так, чтобы расстояние от края проезжей части переезда по ходу поезда до опор было не менее 25 метров.
Для выполнения поперечного секционирования со схемы питания и секционирования станции переносим все секционные изоляторы и выполняем их нумерацию, а на поперечных тросах жестких поперечин показываем врезные изоляторы между секциями, которые изолированы друг от друга.
В качестве основного типа несущих конструкций контактной сети на станциях должны приниматься жесткие поперечины, перекрывающие от двух до восьми путей. Если более восьми путей допускается применение гибких поперечин.
Питание и секционирование контактной сети.
Описание схемы питания и секционирования. На электрифицированных железных дорогах электроподвижной состав получает электроэнергию через контактную сеть от тяговых подстанций, расположенных на таком расстоянии друг от друга, чтобы обеспечивать надежную защиту от токов короткого замыкания.
В системе постоянного тока электроэнергия в контактную сеть поступает поочередно от фазы напряжением 3,3 кВ и возвращается также по рельсовой цепи на подстанцию.
Как правило, применяют схему двухстороннего питания, при которой каждый находящийся на линии локомотив получает энергию от двух тяговых подстанций. Исключение составляют участки контактной сети, расположенные в конце электрифицированной линии, где может быть применена схема консольного (одностороннего) питания от крайней тяговой подстанции и постов секционирования устраиваются вдоль электрифицированной линии изолирующее сопряжения и каждая секция получает электроэнергию от разных питающих линий ( продольное секционирование ).
При продольном секционировании, кроме разделения контактной сети у каждой тяговой подстанции и поста секционирования, выделяют в отдельные секции контактную сеть каждого перегона и станции с помощью изолирующих сопряжений. Секции между собой соединяются секционными разъединителями, каждая из секций может быть отключена этими разъединителями. На контактной сети участков переменного тока у тяговых подстанций монтируют два изолирующих сопряжения. В данной схеме питания и секционирования тяговая подстанция через фидера контактной сети Фл1 и Фл2 питает перегон с западной стороны станции, находящейся за изолирующим сопряжением, которое разделяет главные пути станции от перегона воздушным промежутком.
На фидерах установлены секционные разъединители с моторными приводами ТУ и ДУ, нормально замкнутые.
Через фидера Фл4 и Фл5 питается восточный перегон станции, разделенный изолирующим сопряжением. На фидерах установлены секционные разъединители с моторными приводами ТУ и ДУ, нормально замкнутые.
Главные пути станции питаются через фидера Фл31 и Фл32. Снабженные секционными разъединителями с моторными приводами ТУ и ДУ, нормально замкнутые.
Разъединители А и Б соединяют станционные пути и перегон, с моторными приводами на ТУ, нормально отключены, с западной стороны станции А. Разъединители В и Г – с восточной стороны.
При поперечном секционировании на станциях контактную сеть группы путей выделяют в отдельные секции и питают их от главных путей через секционные разъединители, которые при необходимости могут быть отключены. Секции контактной сети на соответствующих съездах между главными и боковыми путями изолируют секционными изоляторами. Этим достигается независимое питание каждого пути и каждой секции в отдельности, что облегчает устройство защиты и дает возможность при повреждении или отключении одной из секций осуществлять движение поездов по другим секциям.
Секции 3,5,4,6,8 изолированы секционными изоляторами № 3,11; 4,12;5,10; 6,9; 7,8 и запитываются поперечными секционными разъединителями ПС-3, ПС-5, ПС-4, ПС-6, ПС-8 с ручными приводами, нормально включены.
Трассировка питающих и отсасывающих линий
Трассы питающих и отсасывающих линий от тяговой подстанции к электрифицируемым путям проектируем по кротчайшему расстоянию. Для анкеровки линий у здания тяговой подстанции и путей используем железобетонные опоры.
Воздушные питающие и отсасывающие линии, идущие вдоль станции подвешиваем с полевой стороны опор контактной сети. Для перевода питающих линий через пути используем жесткие поперечины, на которых смонтированы Т - образные конструкции.
Трассировка контактной сети на перегоне.
Подготовка плана перегона. План перегона выполняем на листе миллиметровой бумаги в масштабе 1:2000 (ширина листа 297 мм). Необходимую длину листа определяем исходя из заданной длины перегона с учетом масштаба необходимого запаса (800 мм) в правой части чертежа на размещение общих данных в основной надписи и принимаем кратной стандартному размеру 210 мм.
В зависимости от числа путей на перегоне на плане вычерчиваем одну или две прямые линии (на расстоянии 1 см друг от друга), представляющие оси путей.
Пикеты на перегоне размечают вертикальными линиями через каждые 5 см (100 м) и нумеруют их в направлении счета километров, начиная с пикета входного сигнала, указанного в задании.
Если при трассировке контактной сети станции в правой горловине оказалось четырехпролетное изолирующее сопряжение контактных подвесок станции и перегона, расположенное до входного сигнала, то для его повторения на плане перегона нумерацию пикетов нужно начать за 2-3 пикета до заданного пикета входного сигнала.
Выше и ниже прямых линий, представляющих оси путей, вдоль всего перегона размещаем данные в виде таблиц. Под нижней таблицей вычерчиваем спрямленный план линии.
Пользуясь размеченными пикетами, в соответствии с заданием на проект на плане путей показывают искусственные сооружения, а на спрямленном плане линии показываем километровые знаки, направление, радиус и длину кривого участка пути, границы расположения высоких насыпей.
Пикеты искусственных сооружений, сигналов, кривой, насыпи, и выемки обозначают в графе «Пикетаж искусственных сооружений» нижней таблицы в виде дроби, числитель которой обозначает расстояние в метрах до одного пикета, знаменатель – до другого. В сумме эти числа должны быть равны 100, т. к. расстояние между двумя нормальными пикетами равно 100 м.
Разбивка перегона на анкерные участки. Расстановку опор начинаем с переноса на план перегона опор изолирующих сопряжений станции, к которой примыкает перегон. Расположение этих опор на плане перегона должно быть увязано с их расположением на плане станции. Увязку осуществляем по входному сигналу, который обозначен и на плане станции, и на плане перегона следующим образом: определяют расстояние между сигналом и ближайшей к нему опорой по меткам на плане станции. Это расстояние прибавляем (или отнимаем) к пикетной метке сигнала и получаем пикетную отметку опоры. Затем откладываем от этой опоры длины следующих пролетов, указанных на плане станции, и получаем пикетные отметки опор изолирующего сопряжения на плане перегона. Пикетные отметки опор заносим в графу «Пикетаж опор» нижней таблицы. После этого вычерчиваем изолирующее сопряжение ли нейтральную вставку, т. к. это показано на плане станции, и расставляют зигзаги контактного провода.
Далее намечаем анкерные участки контактной сети и примерное расположение мест их сопряжений. После этого в серединах анкерных участков намечаем примерное расположение мест средних анкеровок с тем. Чтобы при разбивке опор пролеты со средней анкеровкой сократить по сравнению с максимальной расчетной длиной на данном участке перегона.
Намечая анкерные участки подвески, необходимо исходить из следующих соображений:
количество анкерных участков на перегоне должно быть минимальным;
максимальная длина анкерного участка контактного провода на прямой принимается не более 1600 м;
на участках с кривыми длины анкерного участка уменьшают в зависимости от радиуса и расположения кривой;
сопряжения анкерных участков рекомендуется, как правило, устраивать на прямых.
Если кривая по протяженности не больше половины длины анкерного участка (800 м) и расположена в одном конце или в середине анкерного участка, то длина такого анкерного участка может быть принята равной средней длине, допустимой для прямой и кривой данного радиуса.
В конце перегона должно находиться четырехпролетное изолирующее сопряжение, разделяющее перегон и следующую станцию. Опоры такого сопряжения относятся уже к плану станции и на плане перегона не учитываются. Иногда в исходных данных задается к проектированию часть перегона, ограничиваемая очередным четырехпролетным неизолирующим сопряжением. Опоры такого сопряжения относятся к плану перегона.
Примерное расположение опор сопряжений анкерных участков отмечаем на плане вертикальными линиями, расстояние между которыми в масштабе примерно равно трем допустимым для соответствующего участка пути пролетам. Затем намечаем каким-либо условным знаком места расположения пролетов со средней анкеровкой и только после этого переходим к расстановке опор.
Расстановка опор на перегоне. Расстановка опор производится пролетами, по возможности равными допустимым для соответствующего участка пути и местности, полученным в результате расчетов длин пролетов.
Намечая места установки опор следует сразу же заносить их пикетаж в соответствующую графу, между опорами указывать длины пролетов, возле опор стрелками показывать зигзаги контактных проводов.
На прямых участках пути зигзаги (0,3 м) должны быть поочередно направлены у каждой из опор то в одну, то в другую сторону от оси пути, начиная с зигзага анкерной опоры, перенесенного с плана контактной сети станции. На кривых участках пути контактным проводам дают зигзаги в направлении от центра кривой.
В местах перехода с прямого участка пути в кривую зигзаг провода у опоры, установленной на прямом участке пути, может оказаться неувязанным с зигзагом провода у опоры, установленной на кривой. В этом случае следует несколько сократить длину одного-двух пролетов на прямом участке пути, а в некоторых случаях и пролета, частично расположенного на кривой, чтобы можно было у одной из этих опор разместить контактный провод над осью пути (с нулевым зигзагом), а у смежной с ней опоры сделать зигзаг контактного провода в нужную сторону.
Зигзаги контактного провода у смежных опор, расположенных на прямом и кривом участках пути, можно считать увязанными, если большая часть пролета расположена на прямом участке пути и зигзаги контактного провода у опор сделаны в разные стороны или большая часть пролета расположена на кривом участке пути и зигзаги сделаны в одну сторону.
Длины пролетов, расположенных частично на прямых и частично на кривых участках пути, могут быть при этом приняты равными или чуть большими, чем допустимые длины пролетов для кривых участков пути. При разбивке опор разница в длине двух смежных пролетов полукомпенсированной подвески не должна превышать 25% длины большего пролета.
На участках где часто наблюдаются гололедные образования и могут возникнуть автоколебания проводов, разбивку опор следует вести чередующимися пролетами, один из которых равен максимально допустимому, а другой – на 7-8 м меньше. При этом, избегая периодичности чередования пролетов.
Пролеты со средними анкеровками должны быть сокращены: при полукомпенсированной подвеске – один пролет на 10% от максимальной расчетной длины в этом месте.
14. Выбор поддерживающих устройств
Выбор консолей
Таблица
| Тип опоры | Место установки | Тип консоли при габарите опор | ||||
| 3,1-3,2 | 3,2-3,4 | 3,4-3,5 | ||||
| Промежуточная | Прямая | НР-1-5 | ||||
| Кривая | НС-2-5 | |||||
| Внутренняя сторона | R<600 м | |||||
| R>600 м | ||||||
| Внешняя сторона | R<600 м | НР-1-5 | ||||
| R>600 м | ||||||
| Переходная | Прямая | НР-1-5 | ||||
| Опора А | Рабочая | |||||
| Анкеруемая | НС-2-5 | |||||
| Опора Б | Рабочая | НР-1-5 | ||||
| Анкеруемая | НС-2-5 | |||||
| Опора под жесткой поперечиной | Выемка | ЖР | ||||
Маркировка консолей: НР-1-5- неизолированная наклонная консоль с растянутой тягой, кронштейном из швеллеров №5, длина кронштейна 4730 мм.
НС-2-5 - неизолированная консоль со сжатой тягой, кронштейном из швеллеров №5, длина кронштейна 5230 мм.
ЖР - консоль для установки на жесткой поперечине.
Выбор фиксаторов
Выбор фиксаторов производят в зависимости от типа консолей и места их установки, а для переходных опор- с учетом расположения рабочей и анкеруемой ветвей подвески относительно опоры. Кроме того, учитывают, для какой из них предназначен фиксатор.
В обозначениях типовых фиксаторов применяют буквы Ф - фиксатор, П- прямой, О- обратный, А- контактного провода анкеруемой ветви, Г- гибкий. В маркировке имеются цифры, характеризующие длины основного стержня.
Выбор фиксаторов сведен в таблицу
| Назначение фиксаторов. | Типы фиксаторов при габарите опор, м | ||||
| 3,1-3,2 | 3,2-3,3 | 3,4-3,5 | |||
| Промежуточные опоры | Прямая | Зигзаг к опоре | ФПИ-1 | ||
| Зигзаг от опоры | ФОИ-II | ||||
| Внешняя сторона кривой | R600 м | ФГИ | |||
| R=850 м | ФГИ | ||||
| R=1000 м | ФГИ | ||||
| Внутренняя сторона кривой | R≥601м | ФОИ-III | ФОИ-III | ||
| R≤600м | ФОИ2-II | ФОИ2-III | |||
| Переходные опоры | Прямая | Рабочая | ФПИ-1 | ||
| Опора А | |||||
| Анкеруемая | ФАИ-III | ||||
| Опора Б | Рабочая | ФОИ-III | |||
| Анкеруемая | ФАИ-IV | ||||
| Переходные опоры | внеш. стор. кривой | Рабочая | ФГИ | ||
| Опора А | |||||
| Анкеруемая | ФАИ-IV | ||||
| Опора Б | Рабочая | ФГИ | |||
| Анкеруемая | ФАИ-III | ФАИ-IV | |||
| Переходные опоры | внутр. стор. кривой | Рабочая | ФОИ-II | ФОИ-III | |
| Опора А | |||||
| Анкеруемая | ФАИ-III | ФАИ-IV | |||
| Опора Б | Рабочая | ФОИ-II | ФОИ-III | ||
| Анкеруемая |
ФАИ-III |
||||
Выбор жестких поперечин
При выборе жестких поперечин прежде всего определяют требуемую длину жестких поперечин.
L'=Г1+Г2+∑м+dоп+2*0,15, м
Где: Г1, Г2- габариты опор поперечины, м
∑м- суммарная ширина междупутий, перекрываемых поперечиной, м
dоп=0,44 м – диаметр опоры в уроне головок рельсов
2*0,15 м – строительный допуск на установку опор поперечины.
Выбор жестких поперечин свожу в таблицу
Таблица
| Номера опор на которой установлена жесткая поперечина | Тип жесткой поперечины | Расчетная длина жесткой поперечины |
| (21-22);(49-50) | П130-22,5 | 23,54 |
| (35-36) | ОП-320-30,3 | 29,8 |
| (37-38);(47-48) | П-320-36,6 | 35,8 |
| (39-40)-(45-46) | ОП-420-41,665 | 41,24 |
| (23-24)-(33-34) | П-220-30,3 | 29,64 |
| (18-19) | П-130-22,5 | 17,54 |
Выбор опор
Важнейшей характеристикой опор является их несущая способность - допустимый изгибающий момент М0 в уровне условного обреза фундамента. По несущей способности и подбирают типы опор для применения в конкретных условиях установки.
Выбор опор свожу в таблицу
Таблица
| Место установки | Тип опоры | Марка стойки |
| Прямая | Промежуточная | С-136,6-1 |
| Переходная | С-136,6-2 | |
| Анкерная | С-136,6-3 | |
| Под жесткой поперечиной (от 3-5 путей) | Промежуточная | С-136,6-2 |
| Под жесткой поперечиной (от 5-7 путей) | Промежуточная | С-136,6-3 |
| Анкерная | С-136,7-4 | |
| Кривая | R<800 м | С-136,6-3 |
Список используемой литературы
Марквардт К.Г., Власов И.И. Контактная сеть. – М.: Транспорт, 1997. - 271 с.
Фрайфельд А.В. Проектирование контактной сети. - М.: Транспорт, 1984. -397 с.
Справочник по электроснабжению железных дорог. /Под редакцией К.Г. Марквардта – М.: Транспорт, 1981. – Т. 2- 392 с.
Нормы проектирования контактной сети (ВСН 141 - 90). – М.: Минтранстрой, 1992. – 118 с.